即使是凉爽的太平洋西北森林也面临极端高温的危险

干旱会将树木压垮至死,但高温的影响鲜为人知。新的研究可能为保护针叶林提供关键。
A pine tree in Clark County, Washington damaged by the 2021 heat wave. The trees in the background are scorched Douglas-fir.
2021年热浪袭击后,华盛顿州克拉克县一棵松树受损。背景中的树木是被烤焦的红杉。Karen Ripley/USFS

本文最初发表于 High Country News

2021年,创纪录的热浪席卷太平洋西北地区,之后几天,州和联邦林业人员收到了俄勒冈州和华盛顿州各地树木受损和死亡的报告。威拉米特河谷的圣诞树种植者损失了多达60%的受欢迎的香杉,而波特兰霍伊特植物园的看护人员则表示,他们的州树红杉掉了比以往任何时候都多的针叶。木材种植园报告说,他们最年轻的树木损失惨重,有些几乎损失了当年所有的种植。

即使是那些不负责寻找的人,也明显看到了损害。司机、房主和树木专家都打来电话或发来照片,报告了红柏、铁杉和云杉受损的情况,尤其是在沿海森林。大片地区的景观被烧焦,看起来像是野火肆虐过一样。

一些农民和房主曾试图做好准备,在热浪来临前和期间向他们的果园和院子浇水。但许多人还是损失了树枝、树叶甚至整棵树。“很多人有一种误解,认为只要给植物浇足够的水,就能挺过这些灾害,”俄勒冈州立大学的树木生态学家、树木热生理学专家Chris Still说。“但我们谈论的热浪,比如热穹,是如此强烈,我认为这不再是一个可以维持的假设了。”在极端高温下给树木浇水似乎很合乎常理和实际,但这主要是基于对干旱的了解。毕竟,关于树木气候相关压力的大部分研究都只关注缺水的影响。但事实证明,树木对极端高温和长期干旱的反应是截然不同的。Still自己的研究,包括一项关于热穹的新研究,是致力于区分这两种情况影响的日益增长的领域的一部分。鉴于极端高温和干旱都变得越来越普遍和强烈——而且不会总是同时发生——林业人员和树木种植者将需要工具来应对每一种情况。

“我们谈论的热浪,比如热穹,是如此强烈,我认为这不再是一个可以维持的假设了。”

 

美国林务局在俄勒冈州和华盛顿州的年度航空调查发现,2021年热浪至少造成了229,000英亩的森林受损。受损最严重的是陡峭的南向斜坡,那里日照最充足。由Daniel DePinte/U.S. Forest Service提供

人类活动引起的气候变暖对西北森林的威胁在2021年热穹事件发生之前就已经显而易见:俄勒冈州和华盛顿州最常见的针叶树种数量都在惊人地减少,许多是因为干旱。从2015年开始,州林业人员开始警告说,西部的铁杉,一种对干旱特别敏感、在海岸山脉和喀斯喀特山脉常见的树种,正在因侵扰已经受损的树木的病虫害而死亡。最近,林业人员看到了西部红柏和红杉的大规模死亡。2022年的航空调查记录了林业人员称之为“杉树末日”——120万英亩的“真杉”(包括银杉和香杉,但不包括红杉)突然死亡,主要发生在俄勒冈州。

“我们所有的树木都处于干旱胁迫之下,”俄勒冈州昆虫学家Christine Buhl去年7月告诉HCN。“它们在这种虚弱的状态下无法保护自己免受其他侵害。”即使是普通病虫害和本地寄生虫,现在也证明是致命的。

2021年热浪来袭时,林业人员不确定它会带来什么新的混乱。干旱会影响树干以及输送水分和养分的结构,但高温会破坏针叶和叶子。当这些嫩绿的结构被加热时——它们的温度常常远高于周围空气——它们会迅速失水。它们内部的组织会瓦解,随着叶绿素分解而变成红色或棕色。

“就像我们的皮肤一样,当(阳光照射)撕裂细胞,我们出现水泡和晒伤时,它对这些针叶和叶子也做同样的事情,”美国林务局在俄勒冈州和华盛顿州进行年度航空调查的森林健康专家Danny DePinte说。2021年的热穹提供了一个罕见的宏观视角:当年晚些时候,当DePinte飞越该地区时,他看到了大片树木朝南和朝西的一面被烤焦,因为那里的温度最高。最严重的损害发生在阳光长时间照射的南向斜坡和适应了凉爽得多温度的沿海森林。DePinte的调查发现,热浪至少损坏了229,000英亩的森林——州研究人员表示,这个数字仅仅开始捕捉到受损的总面积,实际面积可能要大得多。

Still等人的研究,部分借鉴了DePinte的数据,已经清楚地表明,热应激造成的损害比干旱更直接、更急剧。然而,其长期影响则不那么为人所知,因为像2021年热穹这样的事件仍然很不寻常。

在2022年的调查飞行中,DePinte发现最明显的损害似乎是暂时的:受损区域大多已经重新长出新绿。Still的团队和其他人的进一步研究将调查可能的长期健康影响,包括树木是否会更容易受到病虫害和死亡的威胁。

研究人员还将考虑,随着极端热浪变得越来越普遍,林业人员和树木种植者将如何应对。适应措施可能包括将某些树种种植在一起,为更脆弱的树木遮荫;确定哪些本地树种最能耐受极端高温;以及在农场或森林火灾后种植那些已经适应了南方更热条件的树种。

“我们需要明智地选择我们种植的树木,以便我们在同一个地方拥有森林,”DePinte说。“我们必须着眼于未来的几百年:这个地区会是什么样子?然后相应地进行规划。”

更新 2023年2月28日:本文已更新,移除了显示与热浪无关的树木损伤的照片,并包含了一张显示急性高温损伤影响的照片。

 

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